Réactions de couplage et de décarboxylation en flux continu

 

La chimie en flux continu constitue une technique récente permettant notamment de simplifier les étapes de séparation/purification, souvent fastidieuses lors d’une synthèse. Cette technique consiste à injecter en continu les différents réactifs en solution dans un long tube capillaire (chauffé ou non) dans lequel se déroule la réaction. Une fois la réaction effectuée, le solvant peut passer à travers diverses cartouches contenant des résines permettant de piéger un excès de réactifs, des sous-produits, ne laissant finalement que le produit attendu qu’il suffit de récupérer par simple évaporation du solvant.

Bien que les avantages de cette technique par rapport à la chimie "classique" par lots puissent-être discutés, elle a notamment été appliquée avec succès aux couplages pallado-catalysés, à la réaction d’ozonolyse ou encore à la synthèse de divers composés hétérocycliques.

 

Les réactions de couplages croisés nécessitent généralement l’ajout d’un catalyseur métallique (complexes de palladium, cuivre…) au milieu réactionnel pour que la réaction ait lieu. Mais pourquoi ne pas utiliser directement un récipient métallique dont les parois joueraient le rôle de catalyseur ? Une idée qui commence à faire son petit bonhomme de chemin dans la tête des chercheurs…

Récemment, l’équipe menée par Sejal Patel et Nello Mainolfi a ainsi développé des conditions réactionnelles permettant de réaliser couplages de Ullman (Figure 1), de Sonogashira (Figure 2) et réaction de décarboxylation (Figure 3) en flux continu en employant un tube capillaire en cuivre de 1mm de diamètre interne, pouvant être chauffé jusqu’à 250°C.

Les résultats obtenus pour ces trois réactions vont de bons à excellents et des expériences de contrôles (remplacement du tube en cuivre par un tube en polymère fluoré) a permis de valider l’effet promoteur réactionnel du tube métallique. Notons qu’après réaction, le milieu réactionnel passe une résine de type thiourée permettant de retenir les traces de cuivre libérées par le tube.

 

Figure 1 : couplage d’Ullman

 

Figure 2 : couplage de Sonogashira

 

Figure 3 : Réaction de décarboxylation

 

Source : Zhang, Y.; Jamison, T. F.; Patel, S.; Mainolfi, N. Org. Lett. 2010, DOI : 10.1021/ol1026848